[发明专利]一种补偿不平衡谐波的复合控制方法

说明书

本发明公开了一种补偿不平衡谐波的复合控制方法，涉及电能质量治理技术领域，根据所需相位信息计算改进型DQ解耦控制中有功无功控制的参考量，并加入改进型DQ解耦生成第一调制波；根据所需相位信息计算各次谐波的有功无功分量，并加入特定次谐波控制环路生成第二调制波；将第一调制波和第二调整谐波叠加送入PWM调制模块生成两桥臂APF所需要的开关信号。通过改进型的DQ解耦控制通过在传统DQ控制的有功无功分量中加入负序和无功参考量，不仅能够稳定直流侧电容电压，还补偿了基波负序电流和无功电流；同时还引入传统APF中的特定次谐波补偿到两桥臂APF中，对含量高的谐波补偿，使本发明具有良好的负序、无功、谐波补偿性能。

技术领域

本发明属于电能质量治理技术领域，尤其涉及一种补偿不平衡谐波的复合控制方法。

背景技术

随着经济的飞速发展，非线性电力电子变换装置已经在工业领域得到了广泛的应用，由非线性电力电子装置产生的谐波严重影响了电力系统电能质量。有源电力滤波器(active power filter,APF)被公认为是一种动态抑制电网谐波污染的新型电力电子装置，它能够对幅值和频率都实时变化的谐波电流以及无功电流进行动态补偿。

为了更好地对谐波电流进行补偿，必然要求谐波电流的检测同时具有快速性和准确性，即实时性和动态性能良好的谐波检测技术是有源电力滤波器高效工作的重要前提，故谐波检测方法和电流控制技术是有源电力滤波器实现工业应用的一个主要的环节，已经成为有源电力滤波器的研究热点。

传统的APF结构均为三桥臂，众多的开关管带来的不仅是大体积，高成本，更增大了APF设备的故障率；传统的APF控制器架构为基于固定参考坐标系的αβ控制结构和基于旋转参考坐标系的DQ控制结构，前者为了控制以交流值出现的谐波分量，采用比例谐振控制器，后者则通过将DQ坐标系变换后将谐波分量转换为直流量，并经由PI调节器进行无静差调节。因此，两者都存在计算负担随谐波次数增加而增大的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种补偿不平衡谐波的复合控制方法，从而克服了传统APF的控制存在计算负担随谐波次数增加而增大、计算复杂的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种补偿不平衡谐波的复合控制方法，包括：。

将两桥臂APF接入电网形成控制环路，获取控制所述控制环路的所需相位信息；

根据所需相位信息计算改进型DQ解耦控制中有功无功控制的参考量，并加入到改进型DQ解耦生成第一调制波，所述第一调制波用于稳定直流侧电压，补偿基波负序电流和无功电流；

根据所需相位信息计算各次谐波的有功无功分量，并加入到特定次谐波控制环路生成第二调制波，所述第二调制波用于补偿谐波电流；

将所述有功无功控制的调制波和第二调整谐波叠加到一起送入PWM调制模块生成所述两桥臂APF所需要的开关信号，所述开关信号直接驱动两桥臂APF的开关管的开通与关断。

优选地，所述所需相位信息包括：A、B、C三相相电压的相位、AC两相之间线电压的相位以及BC两相之间的线电压相位。

优选地，根据所需相位信息计算改进型DQ解耦控制中有功无功控制的参考量包括：

根据所述相位信息结合派克变换得到负载电流和补偿电流的基波有功无功分量，将所述基波有功无功分量带入变换矩阵P得到补偿电流的有功无功参考量，补偿电流的有功无功参考量包括基波负序电流和无功电流。

优选地，计算所述变换矩阵P包括：

根据负载电流的基波有功电流计算补偿之后的网侧电流基波正序有功的参考值，根据所述网侧电流基波正序有功的参考值计算得到相电压相位参考下的补偿电流的有功无功参考值；